Nieuwe PFAS-testmethode maakt watertests betaalbaarder, draagbaarder en toegankelijker
Onderzoekers van de Universiteit van Massachusetts Amherst hebben een nieuwe manier ontdekt om per- en polyfluoroalkylstoffen (PFAS) in water te detecteren. Dit is een belangrijke vooruitgang in de ontwikkeling van testapparatuur die eenvoudiger, kosteneffectiever, sneller en over het algemeen toegankelijker is dan bestaande methoden.
PFAS, die vaak worden aangeduid als ‘voor altijd chemicaliën’, zijn een zorgwekkende verontreiniging. Deze chemicaliën blijven in het milieu bestaan omdat ze moeilijk afbreekbaar zijn en vormen een aanzienlijke bedreiging voor de gezondheid. Blootstelling aan deze stoffen is in verband gebracht met verschillende soorten kanker (waaronder nier-, teelbal-, borst-, eierstok-, prostaat-, schildklierkanker en kinderleukemie), lever- en hartschade, en ontwikkelingsschade bij zuigelingen en kinderen.
Vroeg dit jaar kondigde het Environmental Protection Agency (EPA) de eerste nationale veiligheidsnorm voor PFAS in drinkwater aan, vastgesteld op 4 ppt. “PPT betekent delen per triljoen. Dat betekent dat in een triljoen moleculen in water, slechts 4 moleculen PFAS zijn. En we moeten zelfs die paar kunnen detecteren,” legt Chang Liu, universitair hoofddocent biomedische techniek aan UMass Amherst en corresponderend auteur van het artikel in het tijdschrift Science Advances, uit dat hun nieuwe methode beschrijft.
De gouden standaard voor het testen van PFAS is momenteel vloeistofchromatografie in combinatie met massaspectrometrie. Deze methode vereist echter miljoen-dollar apparatuur en ingewikkelde extractiestappen. Bovendien is het niet draagbaar. “Bovendien kan de hardnekkige persistentie van PFAS-residuen de gevoeligheid van deze instrumenten in de loop van de tijd verminderen,” zegt Xiaojun Wei, eerste auteur van het artikel en onderzoeksassistent professor aan UMass Amherst.
Hun studie toont aan dat een klein, goedkoop apparaat haalbaar is voor het identificeren van verschillende PFAS-families en het detecteren van PFAS op niveaus zo laag als 400 ppt. Hoewel deze uitvinding in de proof-of-conceptfase niet hetzelfde niveau van gevoeligheid of de breedte van PFAS-typen bereikt die met massaspectrometrie kunnen worden gedetecteerd, zien de onderzoekers een hoge potentieel impact.
“We brengen de kosten van het instrument van het niveau van een miljoen dollar naar enkele duizenden,” zegt Liu. “We hebben betere technologie nodig voor het detecteren van PFAS—meer toegankelijk, betaalbaarder en gemakkelijker te gebruiken. En meer testen dat ter plaatse gebeurt. Dat is de motivatie.”
De onderzoekers zien ook een toepassing voor deze methode als een eerste screeningsinstrument om water te identificeren dat de grootste risico’s voor de menselijke gezondheid met zich meebrengt.
Hun testapparaat werkt door een molecuul genaamd cyclodextrine toe te voegen aan een klein apparaat dat typisch wordt gebruikt voor het sequencen van DNA, genaamd een nanopore. De “gast-heren” interactie tussen cyclodextrine en PFAS is goed gedocumenteerd, maar Liu legt uit dat niemand het ooit had gecombineerd met een nanopore voor detectie.
“Nu gebruiken we een van deze moleculen genaamd HP-gamma-Cyclodextrine als een adapter in een alpha-Hemolysin nanopore,” zegt hij, waarmee effectief een PFAS-detector wordt gecreëerd.
Liu hoopt dat hun onderzoek zal helpen om het bewustzijn over de gevaren van PFAS te vergroten en uiteindelijk zal leiden tot een gecommercialiseerde draagbare PFAS-detector voor watermonitoring in het veld.